• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2011년도 제40회 동계학술대회 초록집
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• pp.166-166
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• 2011

연료전지 핵심 부품 가운데 하나인 분리판(Bipolar plate)는 막전극체(MEA), 기체확산층(GDL)과 함께 발생한 전류의 수집 및 전달, 반응 가스의 수송, 반응/생성물의 수송 및 제거, 반응열 제거 등을 위한 냉각수 전달 등의 다양한 역할을 담당한다. 이러한 역할을 위하여 분리판은 우수한 전기전도성, 열전도성, 화학적 안정성이 요구되어 진다. 기존의 연료전지용 분리판은 흑연계 소재 및 수지와 흑연을 혼합한 복합 흑연 재료를 통해 제조하여 요구 되어지는 물성을 만족시켜 왔으나 흑연계 분리판의 경우 강도 및 가스 밀폐성 측면에서 낮은 특성을 보이며 특히 고가의 제조 공정 비용과 낮은 양산성으로 인하여 자동차 연료전지 상용화에 수많은 해결 과제를 안고 있었다. 흑연계 분리판의 이러한 문제점을 대체하기 위한 연구로 최근 금속계 분리판의 적용 및 개발이 활발하게 진행되고 있다. 특히 금속계 분리판은 양산 제조 공정이 적용 가능하여 대량생산이 가능하며 자동차 연료전지 스택의 경량화 및 박판화가 가능하다는 장점을 가지고 있다. 그러나, 박판의 스테인리스강을 소재로 적용한 금속분리판의 양산을 위하여 반드시 선행되어야 할 연구가 바로 금형 코팅 연구이다. 일반 자동차 생산 금형을 평균 약 50만타로 예측한다면 연료전지 금속계 분리판 성형 금형의 현재 수명은 약 10만타로 추정 가능하다. 이러한 원인은 고하중의 프레스 사용과 정밀 금형으로 인한 극한 공정 조건으로 야기된 결과이며 문제 해결을 위하여 성형 금형에 PVD 코팅 적용 연구를 진행하였다. 성형 금형의 PVD 코팅 적용을 통하여 금형 교체 주기 감소를 통한 생산 원가 절감 및 이형성 개선을 통한 성형성 확보를 목표로 본 연구를 진행하였다.

• 청정기술
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• 제13권3호
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• pp.228-234
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• 2007

본 연구에서는 금형의 재활용을 촉진하기 위하여 성형공정을 소재의 제거공정과 부가공정으로 보고, 신속 성형 방법인 레이저 직접 금속조형(LADMD) 공정의 환경영향 및 생산성을 제거공정인 밀링가공과 비교하여 평가하였다. 두 가지 형상의 금형에 대하여 CAM 프로그램인 PowerMill을 이용하여 가공경로를 생성하고 가공시간을 예측하여 생산성을 알아본 결과 LADMD 공정의 생산성은 가공량이 유사한 경우에도 밀링공정에 비하여 월등히 우수한 결과를 보였다. 환경 친화적 가공방법으로 알려져 있는 LADMD 공정을 에너지의 사용에 초점을 맞추어 평가한 결과로는 레이저의 발생을 위하여 사용하는 전기에너지의 양이 전통적인 밀링가공법에 비하여 월등하게 많은 점이 앞으로 개선하여야 할 문제임을 알 수 있었다. 여러 가지 장점을 갖고 있는 LADMD 공정은 생산성 및 경제성이 우수하고 자원의 낭비를 줄일 수 있으며 친환경적인 가공법으로 재제조 분야에서 유용하게 사용될 수 있을 것이다.

• Composites Research
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• 제13권4호
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• pp.19-32
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• 2000

본 논문은 강화입자가 균일하게 분산된 금속 복합재료의 제조와 반용융 성형을 위한 재가열에 관한 연구결과이다. 강화재 크기의 종류에 따른 금속복합재료를 제조하기 위하여 전자기식 교반과 기계식 교반을 동시에 이용한 복합 교반법을 사용하였다. 복합 교반법에 의하여 제조된 금속복합재료의 분산 상태를 조사하였다. 복합재료를 제조하기 위한 전자기식 교반법과 기계식 교반법을 겸용으로 한 공정이 소개되었다. 금속복합재료의 반용융성형을 위해서, 금속복합재료의 빌렛과 코일표면사이의 길이, 코일의 지름과 빌렛사이의 길이로 구성된 함수로 최적의 코일을 설계하여 빌렛을 재가열하였다. 복합재료의 반용융 성형시에 필요한 재가열 공정 인자인 가열시간과 온도변화의 관계를 조사하였다. 재가열중 강화재의 분산상태가 온도변화에 미치는 영향에 대하여 검토하였다.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 2003년도 추계학술대회 논문요약집
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• pp.280-280
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• 2003

• Composites Research
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• 제20권4호
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• pp.9-17
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• 2007

분말야금법 및 고온진공가압기술, 열간등가압성형기술을 이용하여 알루미늄 금속기 복합재료를 제작하였으며 이들과 관련한 미시역학 기반 강화공정 모델을 개발하였다. 고온, 가압 성형공정은 기지재료의 비탄성거동과 성형체 내부의 기공 제거를 통한 충진을 수반하게 되며 이러한 공정은 압력, 온도 및 강화재의 체적분률 등과 같은 공정변수의 영향을 받게 된다. 따라서 개발된 강화공정 모델을 유한요소해석 프로그램에 적용함으로써 고온진공가압과 열간등가압 동안 기공의 상대밀도 변화에 따른 충진거동을 예측하였고 다양한 공정조건 하에서 실험결과와 잘 일치함을 확인하였다. 완성된 알루미늄 금속기 복합재료의 건전성 평가와 관련하여 인장시험을 수행하였으며 초기 잔존하는 기공의 영향에 따른 제반 기계적 특성을 고찰할 수 있었다.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 2004년도 춘계학술대회 논문요약집
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• pp.9-9
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• 2004

나노 패턴 성형 기술은 반도체와 같은 정보전자 소자 기술과 정보저장매체 기술 분야 및 광통신 분야에서 그 기술의 필요도가 급속히 증가하고 있다. 정보저장 매체의 경우 저장밀도가 기하급수적으로 증가하고 있는 추세이며 향후 수년 내에 기존의 정보저장매체 제작방법으로는 더 이상의 저장밀도 증가가 불가능한 수준까지 기술의 발달이 이루어지리라 예상된다. 이에 따라 패턴드 미디어(patterned media) 및 초고밀도 광정보저장매체가 정보저장기술의 차세대 매체로서 제안되었으며 이의 실현을 위해 나노 패턴 성형기술의 시급한 개발이 요구되고 있다.(중략)

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 1995년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.192-197
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• 1995

소재의 손실을 최소한 줄이면서 원하는 형상의 제품을 가공하는 가장 기본적인 금속 가공 방법은 금형을 이용하는 금속 성형(metal forming)이다. 본 논문에서는 준정적 금속 성형 문제 해석 에대한 외연적 시간 적분 유한 요소법의 적용성을 평가 하기 위하여 변형모드가 복잡한 박판튜브 (thin-walled tube)의 좌굴문제를 해석하여 변형과정이 이론 및 실험결과와 비교적 잘 일치하는지 살펴보기로 한다. 또한 준정적 금속 성형 문제 해석에 외연적 시간 적분 유한 요소법을 사용할 때 계산 시간을 줄이기 위하여 많이 사용되는 가압속도 조절법(loading velocity control technique) 의 타당성을 평가하기 위하여 박판 튜브와 중실 실린더(solid cylinder)의 변형 속도에 따른 변형 모드의 변화를 비교 관찰하여 기하학적 형상에따른 가압속도 조절법의 적용 가능 여부를 분석하여 보겠다.

• 한국산학기술학회:학술대회논문집
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• 한국산학기술학회 2005년도 춘계학술발표논문집
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• pp.96-99
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• 2005

단조 성형공정의 공정변수 중에 소재와 금형과의 마찰과 성형품과의 관계를 알아보기 위해 마찰계수 결정 프로그램을 제작하여 링 압축 시험을 통해 마찰조건별 마찰계수를 구하였다. 금속 성형공정에 있어서 널리 응용될 수 있는 스파이크 단조 공정을 통해 단조 공정에서 시편과 금형사이의 마찰조건과 성형품의 형상과의 관계를 시험을 통해 규명하고, 소성가공 전문 해석프로그램 DEFORM을 사용하여 마찰조건에 따른 해석을 수행하여 시험과 해석의 결과를 토대로 단조 성형공정변수의 하나인 마찰에 대하여 고찰하였다.

• 기계저널
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• 제29권2호
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• pp.184-198
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• 1989

가공공정에 관한 여군 및 개발의 목적은 결함없는 부품을 경제적으로 최적의 방법으로 생산하 는데 있다. 최적가공조건은 부품에 부여된 요구사항에 따라 달라지나 그 조건을 예측함은 가 공공정 전반에 관한 깊은 이해를 요한다. 최적화 측면에서 볼 때 소성가공이나 고분자재료, 복 합재료, 금속 및 세라믹 분말 등의 신소재 성형가공 등에 있어서의 공정 설계와 제어는 주어진 가공조건하에서 가공중의 재료의 상태를 정확하게 해석하는 데서 출발한다. 유한요소법을 사 용한 공정의 시뮬레이션이 현대적 성형가공 기술에 있어서 중요한 위치를 차지하고 있는 이유는 바로 여기에 기인한다. 이 글에서는 소성가공 공정을 요약하고 공정 설계에 유한요소법을 적 용하는 방법을 몇 가지 공정의 예를 들어 설명하였다. 각각의 예에 있어서는 개발의 동기와 핵심, 그리고 최근의 연구동향을 언급하였다.

• 한국소성가공학회:학술대회논문집
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• 한국소성가공학회 1998년도 금형가공 심포지엄
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• pp.19-27
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• 1998

박판금속성형공정을 통하여 컴퓨터를 이용한 계산방법으로 효율적이고 정확하게 해석할 수 있는 박판성형해석시스템인 SAIT_STAMP를 개발하였다. 또한 이를 현업문제에 적용하여 금형의 개발기간과 비용을 줄이고 성형품 품질저하 문제들을 해결하는데 이용하였다. SAIT_STAMP 는 성형해석, 성형후해석 프로그램과 전·후 처리기로 구성이 되어있다. 금형과 재료의 접촉 및 마찰을 고려한 새로운 접촉처리방법을 성형해석에 적용하여 해석속도와 해석정확도를 향상하였고 다단계성형 및 유압성형 등 박판성형에 필요한 대부분의 기능을 개발하여 적용하였다. 성형후해석은 성형해석의 결과를 토대로 스프링백해석을 수행한다. Visual C++을 사용하여 개발된 전·후 처리기는 window 95N/T 환경의 PC에서 수행된다. 개발된 프로그램을 이용하여 현업 문제에 적용 해석하였으며 상용S/W 대비 우수한 결과를 얻었다. 현재 삼성내 9개 관계사에서 설치되어 사용중이며 프로그램의 대외신뢰성확보를 위해 대학과 비경쟁업체에 프로그램을 설치하여 프로그램을 설치하여 프로그램의 시험과 성능향상을 하고 있다.